大氣中二氧化碳（CO2）濃度上升會(huì)導(dǎo)致植物氣孔關(guān)閉，從而嚴(yán)重影響蒸騰失水、光合作用和植物生長(zhǎng)。但目前為止，仍然不清楚植物如何感知環(huán)境中CO2濃度的變化，而發(fā)出氣孔打開和關(guān)閉的信號(hào)。近期，美國(guó)、愛沙尼亞和芬蘭的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種植物用來指導(dǎo)自身“呼吸”CO2的分子途徑。研究成果發(fā)表在《Science Advances》期刊，標(biāo)題為“Stomatal CO2/bicarbonate sensor consists of two interacting protein kinases, Raf-like HT1 and non-kinase-activity activity requiring MPK12/MPK4”。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在低CO2環(huán)境中，一種叫HT1的蛋白激酶磷酸化，并激活下游的負(fù)調(diào)控蛋白激酶CBC1，迫使氣孔兩側(cè)的保衛(wèi)細(xì)胞膨脹，使氣孔開放盡可能長(zhǎng)的時(shí)間，以吸收二氧化碳，滿足光合作用的需要。當(dāng)植物感覺到CO2水平增加時(shí)，第二種蛋白質(zhì)復(fù)合物MPK4/MPK12會(huì)通過與HT1的直接相互作用，抑制HT1及其下游CBC1激酶的活性，致使氣孔關(guān)閉。研究結(jié)果表明，MPK4/12和HT1共同構(gòu)成了植物CBC1激酶上游長(zhǎng)期尋找的氣孔CO2/碳酸氫鹽傳感器。

這項(xiàng)研究不僅為植物呼吸的復(fù)雜過程提供了新的見解，也為未來培育更健壯的作物提供了一種新的可能性。